一種U肋的焊接方法與流程

2023-05-23 02:50:26

本發明涉及橋梁工程領域，具體地，涉及一種U肋的焊接方法。

背景技術：

鋼箱梁是橋梁承重結構中的重要組成部分，主要用於提供支撐，避免橋梁變形。鋼箱梁一般包括頂板、底板等結構，所述頂板和底板一般由U肋和底板焊接而成。

目前，鋼箱梁的U肋與底板間的角焊縫均採用外部單面焊接。從外部焊接時，為了達到設計要求的熔透深度，通常在U肋外側開坡口或者採用大電流進行焊接。採用大電流焊接時，焊接過程中的電流、電壓和焊接速度的穩定程度直接影響焊接質量，難以保證焊接質量；在U肋外側開坡口時，加工和組裝時的坡口大小、鈍邊、間隙難以一致，也會直接影響焊接質量。上述焊接方式往往會造成U肋內部存在未焊透、未熔合、焊瘤、熔透深度不符合要求等各種缺陷，使得U肋內部容易出現開口性缺陷，嚴重影響焊縫的疲勞強度。

在工程應用中，如何既能夠避免U肋的焊縫缺陷，又能夠提高焊縫的焊接質量，是本領域技術人員目前急需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供了一種U肋的焊接方法，該焊接方法從U肋的內外兩側焊接U肋，使焊縫具有較高的熔透率，避免U肋的焊縫缺陷，提高了U肋的焊縫的焊接質量。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種U肋的焊接方法，包括以下步驟：

S1，在U肋內部，焊接U肋內部兩側的角接縫處；

S2，在U肋外部，焊接U肋外部兩側的角接縫處。

可選的，步驟S1中的焊接方式採用氣體保護焊或者埋弧焊；步驟S2中的焊接方式採用氣體保護焊或者埋弧焊。

可選的，氣體保護焊的焊接步驟包括：

S31，在U肋外部開坡口；

S32，定位U肋和底板，預留裝配間隙；

S33，對裝配間隙和坡口進行焊接。

可選的，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

S311，在U肋外部開30°-50°的坡口，預留1.0-3.0mm的鈍邊；

S321，定位U肋和底板時，預留0-1.5mm的裝配間隙；

S331，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

可選的，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

S312，在U肋外部開30°-55°的坡口，預留2.0-5.0mm的鈍邊；

S322，定位U肋和底板時，預留0-2.0mm的裝配間隙；

S332，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

可選的，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

S313，U肋不開坡口；

S323，定位U肋和底板時，預留0-2.5mm的裝配間隙；

S333，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

可選的，焊接時，選用實心焊絲，焊絲直徑為1.0-1.6mm，焊接電流為150-400A，焊接電壓為24-38V，焊接速度為230-700mm/min，保護氣體為二氧化碳氣體、或者氬氣+二氧化碳混合氣體、或者氬氣+二氧化碳+氧氣混合氣體、或者富氬混合氣體，氣體流量為15-25L/min。

可選的，焊接時，選用藥芯焊絲或金屬芯焊絲，焊絲直徑為1.2-1.6mm，焊接電流為240-450A，焊接電壓為27-40V，焊接速度為300-800mm/min，保護氣體為二氧化碳氣體，氣體流量為15-30L/min。

可選的，焊接時，選用自保護藥芯焊絲，焊絲直徑為1.6-3.2mm，焊接電流為300-550A，焊接電壓為30-45V，焊接速度為400-800mm/min。

可選的，埋弧焊的焊接步驟包括：

S41，根據焊絲直徑調節焊接電流和焊接電壓至預設值；

S42，設置送絲速度及焊絲位置；

S43，鋪灑焊劑，起弧施焊。

可選的，焊接時，焊絲直徑為1.6-5.0mm，焊接電流為240-850A，焊接電壓為24-42V，焊接速度為230-800mm/min，焊劑為燒結焊劑或者熔煉焊劑。

本發明提供的U肋的焊接方法，首先，在U肋內部，焊接U肋內部兩側的角接縫處；然後，在U肋外部，焊接U肋外部兩側的角接縫處。

該焊接方法，針對U肋的結構特點，採用全新的焊接方式，先從U肋內部進行焊接，再從U肋的外側進行焊接，從內外兩側對U肋進行焊接，與現有技術僅能從外部單面焊接相比，大大提高了U肋焊縫的熔透率，提高了U肋焊縫的焊接質量，避免出現未焊透、未熔合、熔透深度不夠等缺陷，使U肋和蓋板焊接成穩固性更高的U肋單元。

進一步的，步驟S1中的焊接方式可以採用氣體保護焊或者埋弧焊；步驟S2中的焊接方式也可以採用氣體保護焊或者埋弧焊。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。

圖1為本發明提供的焊接方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

請參考圖1，圖1為本發明提供的焊接方法的流程圖。

在一種具體的實施方式中，本發明提供了一種U肋的焊接方法，包括以下步驟：

步驟S1，在U肋內部，焊接U肋內部兩側的角接縫處；

步驟S2，在U肋外部，焊接U肋外部兩側的角接縫處。

該焊接方法，針對U肋的結構特點，採用全新的焊接方式，先從U肋內部進行焊接，再從U肋的外側進行焊接，從內外兩側對U肋進行焊接，與現有技術僅能從U肋外部單面焊接相比，大大提高了U肋焊縫的熔透率，提高了U肋焊縫的焊接質量，避免出現未焊透、未熔合、熔透深度不夠等缺陷，使U肋和蓋板焊接成穩固性更高的U肋單元。

該焊接方法針對U肋的結構特點，採用了一種全新的焊接方式，既能保證U肋的結構強度，又能保證焊接質量，避免了U肋的焊縫缺陷，提高焊縫的焊接質量，提高U肋單元的抗疲勞強度，延長使用壽命。

進一步具體的實施方式中，步驟S1中的焊接方式採用氣體保護焊或者埋弧焊；步驟S2中的焊接方式採用氣體保護焊或者埋弧焊。

焊接過程中，在內部焊接和外部焊接時均可以採用氣體保護焊或者埋弧焊的焊接方式，可以在兩側均採用氣體保護焊的焊接方式，也可以在兩側均採用埋弧焊的焊接方式，還可以在一側採用氣體保護焊的焊接方式，另一側採用埋弧焊的焊接方式。

U肋內部空間較小，進入U肋內部焊接的難度較大，氣體保護焊與埋弧焊相比，焊接器材和焊接過程較簡單，所以優選的方式是在U肋內部焊接時採用氣體保護焊的焊接方式。

一種優選的實施方式中，氣體保護焊的焊接步驟包括：

步驟S31，在U肋外部開坡口；

步驟S32，定位U肋和底板，預留裝配間隙；

步驟S33，對裝配間隙和坡口進行焊接。

為了保證焊接後U肋焊縫的熔透深度，可在焊接前，在U肋的底部加工坡口，並在U肋和底板定位時，預留一定的裝配間隙，這樣在焊接時，容易達到符合要求的熔透率。焊接時，能夠達到一定的熔透率即可，優選達到80％以上的熔透率，最佳達到100％熔透。

步驟S1中和步驟S2中均採用氣體保護焊時，這兩個步驟中的上述步驟可以合併，只在U肋底部開一次坡口，進行一次定位裝配，然後分別在U肋的內外兩側進行焊接即可。

第一種具體實施方式中，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

步驟S311，在U肋外部開30°-50°的坡口，預留1.0-3.0mm的鈍邊；

步驟S321，定位U肋和底板時，預留0-1.5mm的裝配間隙；

步驟S331，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

在U肋底部開坡口時，預留一定的鈍邊，鈍邊留的較小時，焊接過程中比較容易熔透，預留1.0-3.0mm的鈍邊，開30°-50°的坡口，並預留0-1.5mm的裝配間隙時，焊接過程中，比較容易實現100％熔透。

第二種具體的實施方式中，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

步驟S312，在U肋外部開30°-55°的坡口，預留2.0-5.0mm的鈍邊；

步驟S322，定位U肋和底板時，預留0-2.0mm的裝配間隙；

步驟S332，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

預留1.0-3.0mm的鈍邊，開30°-50°的坡口，並預留0-1.5mm的裝配間隙時，焊接過程中，比較容易實現50％-80％的熔透率。

第三種具體的實施方式中，氣體保護焊的焊接步驟進一步包括：

步驟S313，U肋不開坡口；

步驟S323，定位U肋和底板時，預留0-2.5mm的裝配間隙；

步驟S333，焊接時，焊絲直徑為1.0-3.2mm，焊接電流為150-550A，焊接電壓為24-45V，焊接速度為230-800mm/min。

U肋的底部也可以不開坡口，直接裝配，在裝配的過程中在U肋和底板之間預留一定的間隙，然後就進行焊接。

上述各焊接過程中，可以根據焊絲的類型和焊絲直徑，選用焊接電流、焊接電壓和焊接速度，以使焊接達到最佳效果。

上述各具體的實施方式中，第一種進一步的實施方式中，焊接時，選用實心焊絲，焊絲直徑為1.0-1.6mm，焊接電流為150-400A，焊接電壓為24-38V，焊接速度為230-700mm/min，保護氣體為二氧化碳氣體、或者氬氣+二氧化碳混合氣體、或者氬氣+二氧化碳+氧氣混合氣體、或者富氬混合氣體，氣體流量為15-25L/min。

實心焊絲的直徑尺寸一般為1.0mm，1.2mm，1.4mm，1.6mm，焊絲直徑較小時，選用的焊接電流，焊接電壓和焊接速度也相對較小，具體參數可參見下表。

上述各具體的實施方式中，第二種進一步的實施方式中，焊接時，選用藥芯焊絲或金屬芯焊絲，焊絲直徑為1.2-1.6mm，焊接電流為240-450A，焊接電壓為27-40V，焊接速度為300-800mm/min，保護氣體為二氧化碳氣體，氣體流量為15-30L/min。

藥芯焊絲的直徑尺寸一般為1.2mm，1.4mm，1.6mm，金屬芯焊絲的直徑尺寸一般也為1.2mm，1.4mm，1.6mm，藥芯焊絲和金屬芯焊絲的直徑尺寸相同時，對應的焊接電流，焊接電壓和焊接速度也基本相同，具體參數可參見下表。

上述各具體的實施方式中，第三種進一步的實施方式中，焊接時，選用自保護藥芯焊絲，焊絲直徑為1.6-3.2mm，焊接電流為300-550A，焊接電壓為30-45V，焊接速度為400-800mm/min。

自保護藥芯焊絲的直徑尺寸一般為1.6-2.0mm，2.4-3.2mm，使用自保護藥芯焊絲時，不用使用保護氣體，具體的，也根據不同的直徑選用相應的焊接電流，焊接電壓和焊接速度，具體參數可參見下表。

第二種優選的實施方式中，埋弧焊的焊接步驟包括：

步驟S41，根據焊絲直徑調節焊接電流和焊接電壓至預設值；

步驟S42，設置送絲速度及焊絲位置；

步驟S43，鋪灑焊劑，起弧施焊。

埋弧焊的焊接質量穩定、焊接生產率高、無弧光且煙塵較少。

進一步具體的實施方式中，焊接時，焊絲直徑為1.6-5.0mm，焊接電流為240-85-A，焊接電壓為24-42V，焊接速度為230-800mm/min，焊劑為燒結焊劑或者熔煉焊劑。

埋弧焊中焊絲的直徑一般為1.6mm，2.0mm，2.4mm，3.2mm，4.0mm，5.0mm，焊絲直徑較小時，選用的焊接電流，焊接電壓和焊接速度也相對較小，具體的參數可參見下表。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。